บ้าน > ข่าว > ข่าวอุตสาหกรรม

ความก้าวหน้าและการวิเคราะห์ทางเศรษฐศาสตร์ของเยื่อแลกเปลี่ยนไอออน (AEM) ไฮโดรอิเล็กโทรไลซิสสำหรับการผลิตไฮโดรเจน

2023-02-06

AEM เป็นลูกผสมในระดับหนึ่งระหว่าง PEM และไดอะแฟรมแบบดั้งเดิมที่ใช้น้ำด่างอิเล็กโทรลิซิส หลักการของเซลล์อิเล็กโทรไลต์ AEM แสดงไว้ในรูปที่ 3 ที่แคโทด น้ำจะลดลงเพื่อผลิตไฮโดรเจนและ OH - OH -- ไหลผ่านไดอะแฟรมไปยังแอโนด ซึ่งรวมตัวกันใหม่เพื่อผลิตออกซิเจน

 微信图片_20230202133433

หลี่และคณะ [1-2] ศึกษาโพลิสไตรีนแบบควอเทอร์ไนซ์สูงและโพลิฟีนิลีน AEM อิเล็กโทรไลต์น้ำประสิทธิภาพสูง และผลการวิจัยพบว่าความหนาแน่นกระแสคือ 2.7A/cm2 ที่ 85°C ที่แรงดันไฟฟ้า 1.8V เมื่อใช้ NiFe และ PtRu/C เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาสำหรับการผลิตไฮโดรเจน ความหนาแน่นกระแสจะลดลงอย่างมากเหลือ 906mA/cm2 เฉินและคณะ [5] ศึกษาการประยุกต์ใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาอิเล็กโทรไลต์โลหะไม่มีตระกูลที่มีประสิทธิภาพสูงในอิเล็กโทรไลต์ฟิล์มโพลิเมอร์อัลคาไลน์ NiMo ออกไซด์ถูกรีดิวซ์โดยก๊าซ H2/NH3, NH3, H2 และ N2 ที่อุณหภูมิต่างกันเพื่อสังเคราะห์ตัวเร่งปฏิกิริยาการผลิตไฮโดรเจนด้วยไฟฟ้า ผลลัพธ์แสดงว่าตัวเร่งปฏิกิริยา NiMo-NH3/H2 ที่มีการลด H2/NH3 มีประสิทธิภาพดีที่สุด โดยมีความหนาแน่นกระแสสูงถึง 1.0A/cm2 และประสิทธิภาพการแปลงพลังงาน 75% ที่ 1.57V และ 80°C Evonik Industries ซึ่งใช้เทคโนโลยีเมมเบรนแยกก๊าซที่มีอยู่ได้พัฒนาวัสดุพอลิเมอร์ที่จดสิทธิบัตรสำหรับใช้ในเซลล์อิเล็กโทรไลต์ AEM และกำลังขยายการผลิตเมมเบรนในสายการผลิตนำร่อง ขั้นตอนต่อไปคือการตรวจสอบความน่าเชื่อถือของระบบและปรับปรุงข้อมูลจำเพาะของแบตเตอรี่ ในขณะที่ขยายขนาดการผลิต

ในปัจจุบัน ความท้าทายหลักที่เซลล์อิเล็กโทรลีติคของ AEM เผชิญคือการขาดการนำไฟฟ้าสูงและการต้านทานอัลคาไลน์ของ AEM และตัวเร่งปฏิกิริยาโลหะมีค่าจะเพิ่มต้นทุนในการผลิตอุปกรณ์อิเล็กโทรไลต์ ในขณะเดียวกัน CO2 ที่เข้าสู่ฟิล์มของเซลล์จะลดความต้านทานของฟิล์มและความต้านทานของอิเล็กโทรด ซึ่งจะทำให้ประสิทธิภาพของอิเล็กโทรไลต์ลดลง ทิศทางการพัฒนาในอนาคตของ AEM อิเล็กโทรไลเซอร์มีดังนี้ 1. พัฒนา AEM ที่มีค่าการนำไฟฟ้าสูง คัดเลือกไอออน และมีความเสถียรเป็นด่างในระยะยาว 2. เอาชนะปัญหาตัวเร่งปฏิกิริยาโลหะมีค่าที่มีต้นทุนสูง พัฒนาตัวเร่งปฏิกิริยาที่ไม่มีโลหะมีค่าและประสิทธิภาพสูง 3. ปัจจุบัน ต้นทุนเป้าหมายของ AEM อิเล็กโทรไลเซอร์คือ 20 ดอลลาร์/ตร.ม. ซึ่งจำเป็นต้องลดโดยใช้วัตถุดิบราคาถูกและลดขั้นตอนการสังเคราะห์ เพื่อลดต้นทุนโดยรวมของ AEM อิเล็กโทรไลต์ 4. ลดปริมาณ CO2 ในเซลล์อิเล็กโทรไลต์และปรับปรุงประสิทธิภาพอิเล็กโทรไลต์

[1] Liu L, Kohl PA. Anion ทำโคพอลิเมอร์แบบหลายบล็อกด้วยไอออนบวกที่เชื่อมโยงกันต่างกัน[J].Journal of Polymer Science Part A: Polymer Chemistry, 2018, 56(13): 1395 -- 1403.

[2] Li D, Park EJ, Zhu W,et al. พอลิสไตรีนไอโอโนเมอร์แบบควอเทอร์ไนซ์สูงสำหรับอิเล็กโทรไลเซอร์น้ำเมมเบรนแลกเปลี่ยนไอออนประสิทธิภาพสูง[J] พลังงานธรรมชาติ, 2020, 5: 378 -- 385.

We use cookies to offer you a better browsing experience, analyze site traffic and personalize content. By using this site, you agree to our use of cookies. Privacy Policy
Reject Accept